Vezetékes vagy vezeték nélküli? Vezetékes SCS vagy vezeték nélküli hálózat? A választás kritériumai

Nagyon sok érdekes irodalom foglalkozik a vezeték nélküli számítógépes hálózatok elméletével és gyakorlatával. Ennek az érdekes listának néhány szakirodalma cikkünk végén található. De szerintem hasznos és érdekes lesz számodra megismerkedni azzal, amit személyesen megbeszélek veled. Azt tanácsolom, hogy foglaljon néhány perc szabadidőt. Nos, gyerünk!


A számítógépes hálózatok célja a különböző típusú számítógépes eszközök közötti adatátvitel volt és az is marad. Ez az adatátviteli technológia típusától függetlenül lehetséges: vezetékes vagy vezeték nélküli kapcsolat.

A vezetékes számítógépes hálózatok korábban jöttek létre, és nagyon nagy sebességgel és kapcsolati konzisztenciával rendelkeznek. Sokkal megbízhatóbbak és gyorsabbak, mint a vezeték nélküli hálózatok. Az utóbbi időben azonban egyre több eszközt szerelnek fel vezeték nélküli adatátviteli modulokkal, mivel ezek lehetővé teszik egy adott területen belüli szabad mozgást. Vezeték nélküli adatátvitelt használó eszközzel szabadon mozoghat: a szobában, lakásban (helyi hálózat esetén); az egész városban vagy országban (globális hálózat esetén).

Nyilvánvaló, hogy azoknak az embereknek az érdeklődése, akik nem ülnek egy helyen, hanem aktívan mozognak, nagyon nagy lesz a vezeték nélküli kommunikáció használatának igénye. A vezeték nélküli hálózatok iránt különösen nagy az igény a fiatalabb generáció körében.

Mi az a vezeték nélküli hálózat?

A külföldi szakirodalomban a vezeték nélküli hálózatot Wireless Area Network néven szokás emlegetni. Kis hatótávolságú hálózatok esetén, például egy helyiségen belül, a (Wireless LAN) megnevezést használják.

Ez egy olyan típusú számítógépes hálózat, amely nagyfrekvenciás rádióhullámokat használ a csomópontok és alkatrészek közötti kommunikációra és adatátvitelre.

Hogyan szervezzünk vezeték nélküli hálózatot?

Ehhez bázisállomásokat (hozzáférési pontokat, hot spotokat) telepítenek, és adaptereket konfigurálnak a számítógépes eszközökön.

A vezeték nélküli hálózat kiépítése sok esetben olcsóbbnak bizonyul, mint az optikai kábel fektetése.

Valójában a vezeték nélküli hálózatot leggyakrabban vezetékes LAN-szakaszokkal együtt használják. Sok lakás és ház számára a vezeték nélküli hálózat az internetkapcsolat „utolsó mérföldje”.

WAN alkalmazási területek

1) Helyi hálózat szervezése. Itt mindenirányú antennával rendelkező adókat használnak.
2) két, egymástól távoli hálózati szegmens összekapcsolása. Itt irányított antennával ellátott állomásokat használnak. Ez lehetővé teszi a kommunikációs hatótávolság 20 kilométerre történő növelését (erősítők használatával és megfelelő magasságú antennaelhelyezéssel - akár 50 kilométerre).

Vezeték nélküli hálózati topológia

A topológia szerint a helyi hálózatok összekapcsolására szolgáló áramköröket általában „pont-pont” és „csillag” csoportokra osztják.

Pont-pont topológia (Ad-hoc mód) használatával két távoli hálózati szegmens kapcsolódik.

A csillag topológiában az egyik állomás a központi, amely kölcsönhatásba lép a hálózati lefedettségen belüli összes többi távoli állomással. A központi állomás mindenirányú antennával van felszerelve, a többi távoli állomás pedig egyirányú antennával rendelkezik.

A központi állomáson található körsugárzó antenna használata körülbelül 7 kilométeres távolságban határozza meg a kommunikációs hatótávolságot az állomások között. Ezért, ha olyan helyi hálózati szegmenseket kell összekötnie, amelyek egymástól több mint 7 kilométerre vannak, használjon pont-pont topológiát. Ez egy vezeték nélküli hálózatot hoz létre gyűrűvel vagy más, összetettebb hálózati topológiával.

Az IEEE 802.11 szabvány szerint működő hozzáférési pont adó vagy kliens állomás kisugárzott teljesítménye általában nem éri el a 0,1 Wattos határt, de a legtöbb vezeték nélküli hozzáférési pont gyártó ilyen teljesítménykorlátozást csak szoftveresen vezet be, és külön írásban is driverrel növelheti a teljesítményt 0,5 wattra. Összehasonlításképpen a mobiltelefon csúcsjeleinek teljesítménye egy nagyságrenddel nagyobb (a hívás fogadásának pillanatában - akár 2 watt).

Mivel a mobiltelefontól eltérően a hálózat aktív elemei az emberi fejtől nagyobb távolságra helyezkednek el, elmondhatjuk, hogy a vezeték nélküli számítógépes hálózatok egészségügyi szempontból biztonságosabbak, mint a mobiltelefonok.

Abban az esetben, ha vezeték nélküli hálózatot használnak a nagy távolságokkal elválasztott helyi hálózati szegmensek összekapcsolására, az eszközök antennáit gyakran nyílt térben és nagy magasságban helyezik el.

A vezeték nélküli hálózatok osztályozása

A technológiák és az átviteli adathordozók alapján a következő típusú vezeték nélküli hálózatok különböztethetők meg:

  • hálózat rádiós modemen;
  • hálózat egy cellás modemen;
  • infravörös rendszerek;
  • VSAT rendszer;
  • alacsony pályán lévő műholdakat használó rendszer;
  • rendszer SST technológiával;
  • rádiórelé rendszerek;
  • lézeres kommunikációs rendszerek.

Az Egyesült Államok Szövetségi Távközlési Bizottsága (FCC) a következő PCS (Personal Communication Services) kategóriákat és a megfelelő frekvenciasávokat határozta meg:

  • sejtes;
  • digitális hang- és adatátvitel;
  • keskeny sávú PCS (tartomány 900-901, 930-931, 940-941 MHz) nagy sebességű személyhívó hálózatokhoz, kétirányú üzenetküldéshez, broadcast üzenetküldéshez;
  • szélessávú PCS (120, 1850-2200 MHz);
  • licenc nélküli PCS (40 MHz, 1890-1930 MHz) akár 10 Mbit/s sebességű adatátvitelt biztosít;
  • vezeték nélküli LM és PBX szervezetek a legközelebbi hatótávolságban;
  • egy épületen vagy épületcsoporton belül.

Vezeték nélküli szabványok

Jelenleg számos általánosan elfogadott kommunikációs szabvány létezik, amelyek ugyanazt (az IEEE által kifejlesztett szabvány, „802.11-gyel kezdődik”) vagy eltérő adatátviteli technológiát használnak. A helyi vezeték nélküli hálózatok kiépítéséhez elsősorban a Wi-Fi-t és a WiMAX-ot használják. A többi szabványt a táblázatban láthatja.

Az IEEE 802.11 szabvány a vezeték nélküli hálózatok 2 működési módját határozza meg - Ad-hoc és kliens-szerver.

Az ad-hoc mód („pont-pont”) olyan hálózat, amelyben a kliensállomások közötti kommunikáció közvetlenül, további hozzáférési pont használata nélkül jön létre.

A kliens-szerver vezeték nélküli hálózati mód több vezetékes hálózathoz csatlakoztatott hozzáférési pontból és vezeték nélküli állomások (kliensek) készletéből áll. Tekintettel arra, hogy a hálózatok hozzáférést biztosítanak egy fájlszerverhez, adatbázis-kiszolgálóhoz, nyomtatóhoz és egyéb eszközökhöz, ezt a módot használják leggyakrabban.


WiFi

Szinte minden ember a Földön hallotta ezt a szót legalább egyszer életében. A Wi-Fi teljes megnevezése „vezeték nélküli hűség”, azaz „vezeték nélküli kifogástalanság”.

A Wi-Fi rendszer licencmentes frekvenciasávokat használ a hálózati hozzáférés biztosítására, és lényegesen olcsóbb, mint a WiMAX. Ezenkívül a Wi-Fi telepítése és konfigurálása meglehetősen egyszerű. Ez magyarázza népszerűségét a hétköznapi felhasználók körében.


Számos kávézó, bevásárlóközpont, vasútállomás és repülőtér rendelkezik olyan területekkel, ahol ingyenes Wi-Fi hotspot található.

A Wi-Fi hálózat egyetlen hátránya a rövid hatótávolsága. Általában több tíz méternyire van a látótávolságon belül.

A számítógépes kütyük piaca sem áll meg, és egyre több új modellt kínál. Ezért a legtöbb hordozható eszköz (laptop, PDA, okostelefon) már rendelkezik beépített eszközzel a vezeték nélküli hálózatokkal való munkavégzéshez.

Ha számítógépébe vagy laptopjába nincs beépített speciális kártya a vezeték nélküli hálózathoz való csatlakozáshoz, azt külön megvásárolhatja és telepítheti. Laptophoz gyakran vásárolnak Wi-Fi kártyákat, amelyeket PCMCIA csatlakozóba telepítenek, vagy külső USB-adapter formájában készülnek. Az asztali személyi számítógépekhez az ipar PCI-kártyákat, PDA-k vagy okostelefonok számára pedig Wi-Fi SDIO-kártyát gyárt.


A rádiójel terjedésének jellemzői

A vezetékes hálózatokban a jel terjedésének iránya egybeesik a kábelmagokkal, és a hálózat hossza egybeesik a vezeték nélküli jel hosszával.

A rádiójel terjedésének minőségét és útját a következő tényezők befolyásolják:

  • diffrakció
  • visszaverődés
  • többutas interferencia
  • abszorpció
  • fénytörés
  • szétszóródás

Külső kiegészítő antenna csatlakoztatása nélkül az IEEE 802.11b szabványos berendezések stabil kommunikációja körülbelül a következő távolságból érhető el:

  • nyílt térben - 500 méter,
  • téglából vagy gipszkartonból készült válaszfalakkal elválasztott helyiség - 100 méter,
  • több helyiségből álló iroda - 30 méter.

Figyelembe kell venni, hogy a 2,4 GHz-es frekvenciájú rádióhullámok a vasbeton szerkezetek falán (társasházak teherhordó falain) nem haladhatnak át, ezért ilyen akadállyal elválasztott helyiségekben több hozzáférési pontot kell elhelyezni.

Vezetékes és vezeték nélküli

A számítógépek közötti információátvitel a számítógépek megjelenése óta létezik. Lehetővé teszi az egyes számítógépek közös munkájának megszervezését, egy probléma megoldását több számítógép használatával, erőforrások megosztását és sok más probléma megoldását.

Alatt számítógép hálózat megértse az információcserére és a közös hálózati erőforrásokhoz való felhasználói hozzáférésre tervezett hardver- és szoftverkészletet.

Alapok számítógépes hálózatok célja - a felhasználók megosztott hozzáférésének biztosítása az információkhoz (adatbázisok, dokumentumok stb.) és erőforrásokhoz (merevlemezek, nyomtatók, CD-ROM meghajtók, modemek, hozzáférés a globális hálózathoz stb.).

Hálózati előfizetők– olyan objektumok, amelyek információt generálnak vagy fogyasztanak.

Hálózati előfizetők lehetnek egyéni számítógépek, ipari robotok, CNC gépek (számítógépes numerikus vezérlőgépek) stb. Bármely hálózati előfizető csatlakozik az állomáshoz.

Állomás– az információ továbbításával és fogadásával kapcsolatos funkciókat ellátó berendezések.

Az előfizetők és az állomások közötti interakció megszervezéséhez fizikai átviteli közeg szükséges.

Fizikai átviteli közeg– kommunikációs vonalak vagy tér, amelyben elektromos jelek terjednek, és adatátviteli berendezések.

A kommunikációs vonalak vagy csatornák egyik fő jellemzője az adatátviteli sebesség (sávszélesség).

Adatátviteli sebesség- az időegység alatt továbbított információ bitek száma.

Az adatátviteli sebességet általában bit per másodpercben (bps) és a Kbps és Mbps többszörösében mérik.

A mértékegységek közötti összefüggések:

1 Kbps = 1024 bps;

1 Mbit/s = 1024 Kbit/s;

1 Gbit/s = 1024 Mbit/s.

A kommunikációs hálózat a fizikai átviteli közeg alapján épül fel.

És így, számítógép hálózat előfizetői rendszerek és kommunikációs hálózat összessége.

A felhasználók egyetlen helyi hálózathoz történő csatlakoztatásához el kell döntenie, hogy milyen berendezéseket kíván használni. Ma két alternatív technológia létezik - vezetékes és vezeték nélküli. Melyik technológiát válassza a helyi hálózathoz?

Vezetékes technológia rögzített fizikai kapcsolatot biztosít a felhasználók között. Ez lehet koaxiális kábel, csavart érpárú kábel vagy optikai szálas csatlakozás. A kapcsolat rendkívül megbízható és ugyanakkor kissé nehézkes. Az ilyen hálózatok tervezésekor meg kell tervezniük és telepíteniük kell a kábelcsatornákat, és ki kell számolniuk, hogy a kommunikációs vonal hogyan fog futni a helyiségben. A nagyszámú felhasználó jelenléte a helyiségben ahhoz vezet, hogy hamis paneleket kell felszerelni a padlóra, és kábeleket kell fektetni a padló alá. Ez a megoldás bizonyos fokú stabilitást mutat, és alkalmas a helyiségek hosszú távú használatára. Megjegyzendő, hogy egy ilyen megoldás egyetlen irodai hálózaton belül is megtalálható, ami meglehetősen drága.

Vezeték nélküli technológiák lehetővé teszi olyan helyi hálózatok létrehozását, amelyek nem függenek a kapcsolt eszközök helyétől ugyanabban a helyiségben. A vezeték nélküli helyi hálózatok, akárcsak a vezetékesek, egy Ethernet-kapcsolón keresztül csatlakoznak egy külső hálózathoz. Ez a helyhez kötött eszköz vezeték nélküli hozzáférési pontokhoz csatlakozik.

A WiFi hozzáférési funkcióval rendelkező router vagy maga a hozzáférési pont segít a vezeték nélküli hozzáférési pont megszervezésében. Ez a technológia mobil helyi hálózatok kiépítésére használható. A hozzáférési pont és a Wi-Fi útválasztó között ugyanaz a különbség, mint az útválasztó és a kapcsoló között: a hozzáférési pont a szokásos hálózati hub (kapcsoló, kapcsoló) analógja, egyszerűen egyetlen hálózati szegmensbe egyesíti a vezeték nélküli számítógépeket, míg a Wi-Fi router egy hozzáférési pont, amely egy bizonyos szoftver- és hardvermegoldást tartalmaz, amely lehetővé teszi a fent leírt hálózati szegmens internethez való csatlakoztatását, statikus és dinamikus útvonalak konfigurálását a különböző alhálózati szegmensekhez, a forgalomszűrés megszervezését és a műveletek vezérlését. a felhasználó (vagy felhasználók) A valóságban egy hozzáférési pont általában több független csatornára épül, így egy olcsó hozzáférési pont általában 1,3-1,5-szer drágább, mint egy olcsó Wi-Fi router.

Önkontroll problémák

Sokan kérdéseket tesznek fel: hogyan játszhatunk le információkat okostelefonról a TV képernyőjén, hogyan küldhetünk zenét táblagépről a vezeték nélküli hangszórókra, és hogyan érhetünk el fájlokat bármilyen eszközről. Számos szabvány létezik a telefonok, tévék, számítógépek és vevőkészülékek csatlakoztatására, de nem mindig a legegyszerűbb választás a legjobb. Bizonyos protokollok, mint például a Miracast, az MHL és a Wi-Fi Direct, már jelen vannak egyes készülékeken, de nem mindenki tud róla. Gyakran megkönnyíthetik az eszközök közötti interakciót, és a jövőben felválthatják a ma népszerű csatlakozási módokat. Leírjuk a vezetékes és vezeték nélküli kommunikáció alapvető és legújabb módszereit, és elmagyarázzuk, melyik kapcsolat a legjobb az Ön speciális igényeinek.

Vezetéknélküli kapcsolat

Az ilyen kapcsolatok sokkal kényelmesebb fehér, de nagyon érzékenyek az interferenciára, és gyakran lassabban működnek.

WLAN és WI-FI Direct

A Wi-Fi-t mindig ott használják, ahol az adatátvitel nem kívánatos vagy lehetetlen (otthoni hálózat, nyilvános hotspotok). Mindenekelőtt egy ilyen kapcsolat szükséges okostelefonokhoz és táblagépekhez, például nagy mennyiségű adat letöltéséhez az internetről, vagy az ugyanazon a hálózaton lévő más eszközökön lévő fájlokhoz való hozzáféréshez. A Wi-Fi kütyük közötti kapcsolatot általában router vezérli, a Wi-Fi Direct bővítmény segítségével pedig közvetlenül, például Bluetooth-on (Peer-to-Peer kapcsolat) lehet az eszközöket csatlakoztatni. Ez a módszer a Bluetooth közvetlen versenytársa, és a Wi-Fi-alapú Miracast technológiának köszönhetően (lásd alább) részben helyettesítheti a HDMI- és USB-portokon keresztüli vezetékes kapcsolatokat.

Bluetooth 4.0 és APTX

Az alacsony adatátviteli sebesség miatt Bluetooth használatos én főként a számítógép és a perifériák közötti kommunikációhoz. A szabvány fontos szerepet játszik az audiojelek továbbításában. Használható például okostelefon és fejhallgató párosítására, az otthoni szórakoztatóiparban pedig a Bluetooth-t gyakran használják a telefonról a Bluetooth-hangszórókra vevőn keresztül vagy közvetlenül zenék streamelésére. A 4.0-s verziótól kezdődően ez a protokoll lényegesen kevesebb energiát fogyaszt, mint korábban. A High-End szektorban általában aptX kodekkel rendelkező eszközöket használnak, amelyek a lehető legpontosabban dolgozzák fel a jelet. Az új Wi-Fi technológiák megjelenése miatt (lásd fent) a Bluetooth feledésbe merülhet.

Miracast

Egyszer régen az Apple kifejlesztette az AirPlay protokollt, amellyel vezeték nélkül továbbíthat tartalmat iOS-eszközökről tévékre. A Miracast nyílt alternatívája ennek a technológiának. Az olyan gyártók, mint az NVIDIA, a Qualcomm, a Samsung és az LG kifejezték támogatásukat, és már piacra dobták az első Miracast modulokat, köztük a Samsung Galaxy S III-at és a Google Nexus 4-es okostelefonokat, amelyeknek támogatniuk kell a Wi-Fi Directet és a filmek streamelését 1080p felbontás. Mivel ennek a technológiának az átviteli sebessége túl alacsony a 4K felbontáshoz, a Miracast nem tudja teljesen helyettesíteni a HDMI interfészt. Jelenleg nincs olyan tévé, amely támogatja a Miracastot.

NFC

Az NFC egy vezeték nélküli technológia, amely RFID chipeken alapul, és már számos célra használják – például hitelkártyás készpénz nélküli fizetéshez. Ez a módszer azonban csak egyszerű adatátvitelre alkalmas két eszköz között nagyon kis távolságra. Mióta a Google bevezette az Android Beam nevű NFC funkciót az Android 4.0-ban, ezt a protokollt széles körben használják elsősorban az ezt az operációs rendszert futtató eszközökön. Az átvitt adatok típusa nem sokat számít, de alacsony sebessége miatt az NFC technológiát elsősorban fájlok és apró információk cseréjére használják. Így alkalmazásokat, webes hivatkozásokat, Google Maps koordinátákat és névjegyeket továbbíthat okostelefonról okostelefonra.

Vezetékes kommunikáció

LAN

A klasszikus LAN-kábel, más néven Ethernet-, hálózati vagy RJ-45-kábel, szabványos csatlakozás a Internet és otthoni hálózatok létrehozása (például útválasztó és számítógép csatlakoztatásához). Ennek a vezetékes technológiának az előnye a nagy hatótávon túl a nagyon magas és stabil adatátviteli sebesség. Ha gyakran kell nagy mennyiségű információt átvinnie (például hálózati tárolóról számítógépre), a LAN-kábel a legjobb választás. Többek között javítja a Wi-Fi kapcsolatok átviteli sebességét, hiszen minél kevesebb eszköz csatlakozik a vezeték nélküli hálózathoz, annál nagyobb az egyes eszközök maximális átviteli sebessége.

USB

Az USB 3.0 verziótól kezdődően (kék jelölés) ennek az interfésznek az átviteli sebessége elegendő monitorok és külső videokamerák csatlakoztatásához Hg Az USB nem csak adatcserére, hanem újratöltésre is alkalmas, így nagy népszerűségnek örvend mobileszközök (okostelefonok, e-olvasók) univerzális megoldásaként, elsősorban mikro-USB csatlakozóval. Ebben az esetben a hálózati adapterek gyakran helyettesíthetik egymást. Az összes USB-alkalmazást lefedő vezeték nélküli alternatíva még nem létezik. A Bluetooth és főleg a Wi-Fi Direct funkcióval ellátott Wi-Fi is alkalmas két eszköz összekapcsolására, de ez a vezeték nélküli technológia jelenleg nem elterjedt.

HDMI

A HDMI egy interfész, amely általában megtalálható a multimédiás eszközökben. Ugyanakkor a HDMI nemcsak sok örökölt csatlakozást váltott fel, hanem bizonyos területeken szükséges szabvánnyá is vált. A Blu-ray lejátszók például HDCP-másolásvédelmet használnak, amelyet csak néhány interfész támogat, köztük a HDMI. A 4K (UHD) videó lejátszásakor problémák merülnek fel: 3840x2160 pixeles felbontás mellett csak 30 képkocka továbbítható másodpercenként. Csak a HDMI 2.0 (18 Gbps) jövőbeli verziója lesz képes késedelem nélkül streamelni az ilyen filmeket. A Miracast vezeték nélküli alternatívának tekinthető, de ez a szabvány csak 1080p felbontásig működik.

MHL

Az MHL interfész a HDMI szabvány alternatívájának tekinthető, és használatos Főleg telefonokban helytakarékosság miatt, mivel nem igényel külön csatlakozót. A kapcsolat a mobileszköz portja és a TV MHL-kompatibilis HDMI bemenete között jön létre. Mivel szinte egyetlen TV sem támogatja az MHL-t, szükség van egy adapterre (lásd az ábrát) kiegészítő tápegységgel. Azonban nem minden adapter képes minden telefonnal együttműködni a különböző érintkezők elhelyezése miatt (5 és 11 tűs USB-portok). Az MHL-en kívül található a hasonló kialakítású SlimPort-HDMI, ami azonban nem túl elterjedt, és az otthoni hálózat kiépítésében sem játszik szerepet.

Forrás

A vezeték nélküli számítógépes hálózatok olyan technológia, amely lehetővé teszi olyan számítógépes hálózatok létrehozását, amelyek teljes mértékben megfelelnek a hagyományos vezetékes hálózatok (például Ethernet) szabványainak, kábelezés nélkül. A mikrohullámú rádióhullámok információhordozóként működnek az ilyen hálózatokban.

Az IEEE 802.11 szabvány két hálózati működési módot határoz meg - Ad-hoc és kliens-szerver. Az ad-hoc mód (más néven pont-pont) egy egyszerű hálózat, amelyben az állomások (kliensek) közötti kommunikáció közvetlenül, speciális hozzáférési pont használata nélkül jön létre. Kliens-szerver módban a vezeték nélküli hálózat legalább egy vezetékes hálózathoz csatlakoztatott hozzáférési pontból és egy bizonyos vezeték nélküli kliens állomásból áll. Mivel a legtöbb hálózatnak hozzáférést kell biztosítania a fájlszerverekhez, nyomtatókhoz és a vezetékes LAN-hoz csatlakoztatott egyéb eszközökhöz, a kliens-szerver módot leggyakrabban használják.

További antenna csatlakoztatása nélkül az IEEE 802.11b berendezések stabil kommunikációja átlagosan a következő távolságokon érhető el: nyitott tér - 500 m, nem fémből készült válaszfalakkal elválasztott helyiség - 100 m, több helyiségből álló iroda - 30 m Figyelembe kell venni, hogy a nagy fémerősítésű falakon (vasbeton épületekben ezek teherhordó falak) előfordulhat, hogy a 2,4 GHz-es rádióhullámok egyáltalán nem jutnak át, így az elkülönített helyiségekben. egy ilyen fal mellett saját hozzáférési pontokat kell telepítenie.

A távoli helyi hálózatok (vagy a helyi hálózat távoli szegmenseinek) csatlakoztatásához irányított antennákkal rendelkező berendezéseket használnak, amelyek lehetővé teszik a kommunikációs hatótávolság 20 km-re történő növelését (speciális erősítők és nagy antennamagasságok használata esetén pedig akár 50 km-re). . Sőt, a Wi-Fi eszközök is működhetnek ilyen berendezésként, csak speciális antennákat kell hozzáadni hozzájuk (persze, ha ezt a kialakítás lehetővé teszi). A WiMAX szabványban a hozzáférési pontok eltérő frekvencián kommunikálnak egymással (10 - 66 GHz, míg a kliens eszközökkel 1,5 - 11 GHz).

Vezeték nélküli szabványok összehasonlító táblázata

Technológia Alapértelmezett Sebesség Hatótávolság Frekvenciák
WiFi 802.11a 54 Mbit/s 100 méterig 5,0 GHz
WiFi 802.11b 11 Mbit/s 100 méterig 2,4 GHz
WiFi 802,11g 108 Mbit/s 100 méterig 2,4 GHz
WiFi 802.11n 300 Mbit/s 100 méterig 2,5 vagy 5,0 GHz
WiMax 802.16d 75 Mbit/s 6-10 km 1,5-11 GHz
WiMax 802.16e 30 Mbit/s 1-5 km 2-6 GHz
WiMax 802,16 m 100 Mbit/s, akár 1 Gbit/s
Bluetooth v. 1.1. 802.15.1 1 Mbit/s 10 méterig 2,4 GHz
Bluetooth v. 1.3. 802.15.3 11-től 55 Mbit/s-ig 100 méterig 2,4 GHz
UWB 802.15.3a 110-480 Mbit/s 10 méterig 7,5 GHz
ZigBee 802.15.4 20-250 Kbps 1-100 m 2,4 GHz (16 csatorna), 915 MHz (10 csatorna), 868 MHz (egy csatorna)
Infravörös port IrDa 16 Mbit/s 0,5 m, egyirányú kommunikáció - 10 méterig


Wi-Fi (Wireless Fidelity – „vezeték nélküli pontosság”)

A Wi-Fi-t 1991-ben hozta létre a holland NCR Corporation/AT&T (később Lucent Technologies és Agere Systems). Az eredetileg eladáshelyi rendszerekbe szánt termékek WaveLAN márkanév alatt kerültek a piacra, és 1-2 Mbit/s adatátviteli sebességet biztosítottak.

A vezeték nélküli LAN telepítését ott javasolták, ahol a kábelrendszer kiépítése lehetetlen vagy gazdaságilag nem kivitelezhető, de a technológia annyira kényelmesnek bizonyult, hogy széles körben elterjedt, és jelentősen felváltotta a vezetékes kapcsolatokat. A működés sebessége és megbízhatósága nőtt, és jelenleg 2009. szeptember 11-én engedélyezték a Wi-Fi szabványok családjának utolsó, az IEEE 802.11n szabványt. Elméletileg a 802.11n hálózatok akár 480 Mbit/s adatátviteli sebességet is képesek biztosítani.

A Wi-Fi-t különösen széles körben használják mobil eszközökben (PDA-k, okostelefonok, laptopok), mert Ennek a technológiának a használata lehetővé teszi, hogy a lefedettségi területen bárhol szabadon csatlakozzon a hálózathoz.

Működés elve

A hálózat a hozzáférési pont - ügyfelek elvén épül fel. A szabvány biztosítja a közvetlen csatlakozás lehetőségét is, de nem minden eszköz támogatja ezt a módot.

A hozzáférési pont 100 ms-onként speciális jelzőcsomagok segítségével továbbítja a hálózati azonosítóját (SSID). A hálózati SSID ismeretében az ügyfél csatlakozási kérelmet küldhet.

A Wi-Fi hálózatokban minden felhasználói állomás, amely hozzáférési ponton (AP) keresztül akar információt továbbítani, verseng az utóbbi „figyelméért”. Ez a megközelítés olyan helyzetet okozhat, amelyben a távolabbi állomások kommunikációja folyamatosan megszakad a közelebbi állomások javára. Ez az állapot megnehezíti az olyan szolgáltatások használatát, mint a VoIP, amelyek nagymértékben függenek a megszakítás nélküli kapcsolattól.

A továbbított csomagok WEP, WPA és WPA2 titkosítása lehetséges. Nem minden eszköz támogatja az új algoritmusokat, ami csökkenti a biztonságot. A bizalmas információk érdekében további hálózati szintű titkosítás (VPN) kívánatos.

A Wi-Fi előnyei

Gyorsan és jelentős költségek nélkül lehetővé teszi a hálózat telepítését és ugyanolyan gyors eltávolítását anélkül, hogy építési, szerelési és egyéb munkákat kellene végezni, beleértve a szabadban is.

Lehetővé teszi a mobileszközök számára a hálózat elérését.

A Wi-Fi eszközök széles körben elérhetők a piacon.

A mobiltelefonokkal ellentétben a Wi-Fi-berendezések a világ különböző országaiban működhetnek.

A Wi-Fi hátrányai

Magas energiafogyasztás más szabványokhoz képest, ami csökkenti az akkumulátor élettartamát és növeli a készülék hőmérsékletét.

Csomag elfogás és jogosulatlan hozzáférés veszélye. A WEP-titkosítás viszonylag könnyen feltörhető, és az erősebb WPA-t és WPA2-t nem minden eszköz támogatja.

Rövidtávú. Egy tipikus 802.11b vagy 802.11g Wi-Fi router hatótávolsága beltéren 45 méter, kültéren pedig 450 méter.

Az interferenciától, a légköri jelenségektől és a nagyfrekvenciás berendezések működésétől való függés.

Berendezés túlterhelés kis adatcsomagok továbbításakor a nagy mennyiségű szolgáltatási információ csatolása miatt.

Licenc- és frekvenciakorlátozások egyes országokban.

A Wi-Fi-alapú szolgáltatásokhoz kereskedelmi forgalomban hozzá lehet férni például internetkávézókban, repülőtereken és kávézókban szerte a világon (közkeletű nevén Wi-Fi kávézók), de a lefedettségük a mobilhálózatokhoz képest foltosnak mondható. A városok folyamatos Wi-Fi lefedettségi területtel való lefedésére irányuló projektek valószínűleg soha nem fejeződnek be, a megfelelőbb WiMax technológia kiszorítja őket.

A Wi-Fi és a mobilhálózatok közvetlen összehasonlítása jelenleg nem praktikus. A csak Wi-Fi-t használó telefonok hatótávolsága nagyon korlátozott, így az ilyen hálózatok telepítése nagyon költséges. Az ilyen hálózatok kiépítése azonban a legjobb megoldás lehet helyi használatra, például vállalati hálózatokban, ipari zónákban, raktári logisztikában stb. alkalmazások.

Míg a kereskedelmi szolgáltatások megpróbálják kihasználni a meglévő üzleti modelleket a Wi-Fi számára, számos csoport, közösség, város és egyén ingyenes Wi-Fi hálózatokat épít ki, gyakran közös társviszony-egyeztetést használva, hogy a hálózatok szabadon kommunikáljanak egymással.

A Wi-Fi hozzáférési pontok telepítése és karbantartása nem igényel magas minősítést, ami elsősorban a SOHO szegmens számára teszi nagyon kényelmessé. Ez a piacon elérhető legegyszerűbb és legkényelmesebb vezeték nélküli helyi hálózati technológia. Az irányított antennák segítségével olcsó Wi-Fi-berendezéseket használhat a helyi hálózatok csatlakoztatására vidéki területeken. Lehetőség van arra is, hogy a különböző személyekhez és szervezetekhez tartozó pontokat nyilvános hozzáférési hálózatba vonják össze, egyetemi és otthoni hálózatokat hozva létre.

Egyes csoportok teljesen önkéntesek és adományok alapján építik ki Wi-Fi hálózatukat.

Egyes kis országok és települések már mindenki számára ingyenes hozzáférést biztosítanak a Wi-Fi hotspotokhoz és a lakossági Wi-Fi internet-hozzáféréshez. Például a Tongai Királyság vagy Észtország, ahol számos ingyenes Wi-Fi hotspot található az egész országban. Párizsban az OzoneParis ingyenes, korlátlan internet-hozzáférést biztosít mindenkinek, aki úgy járul hozzá a Pervasive Network fejlesztéséhez, hogy otthona tetejét biztosítja a Wi-Fi berendezések telepítéséhez. Az Unwire Jerusalem egy olyan projekt, amelynek célja ingyenes Wi-Fi hotspotok telepítése Jeruzsálem nagyobb bevásárlóközpontjaiban. Sok egyetem Wi-Fi-n keresztül ingyenes internet-hozzáférést biztosít hallgatóinak.

Egyes kereskedelmi szervezetek ingyenes hozzáférést biztosítanak a Wi-Fi-hez, hogy vonzzák az ügyfeleket. A FÁK-ban ingyenes Wi-Fi internet-hozzáférést a McDonald's és a Karo-Film mozirendszer biztosítja. Egyes szervezetek csak ügyfeleiknek biztosítanak hozzáférést (például úgy, hogy az aktuális titkosítási kulcsot kinyomtatják egy pénztárbizonylatra).


Cseljabinszk

Bevezetés………………………………………………………………………………. 3

I. fejezet Vezetékes helyi hálózatok…………………………………….6

1.1 A helyi hálózatok típusai és topológiái…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1.2 A vezetékes LAN-ok felépítéséhez használt technológiák……..7

1.3 Helyi hálózatok létrehozására szolgáló eszközök………………………..11

1.4 Vezetékes helyi hálózatok biztonsága………………………..15

fejezet II. Vezeték nélküli helyi hálózatok……………………………18 2.1 A vezeték nélküli helyi hálózatok alapvető tulajdonságai…………18

2.2 Vezeték nélküli számítógépes hálózatok topológiája…………………………19

2.3 Eszközök vezeték nélküli hálózatok létrehozásához…………………………………………………………………………………………………………………………

2.4 Vezeték nélküli kommunikációhoz használt hozzáférési mód………23

2.4 Vezeték nélküli hálózatok biztonsága………………………….…..27

Következtetés………………………………………………………………29

Hivatkozások………………………………………………………………………………………………….

Bevezetés.

A számítógépes hálózat olyan csomópontok (számítógépek, terminálok, perifériás eszközök) gyűjteménye, amelyek képesek kommunikálni egymással speciális kommunikációs berendezések és szoftverek segítségével.

A hálózatok mérete igen változatos – a szomszédos asztalokon álló, egymással összekapcsolt számítógépektől a világban szétszórtan található számítógépek millióiig (egyesek űrobjektumokban is elhelyezkedhetnek).

A lefedettség szélessége alapján a hálózatokat több kategóriába szokás felosztani: helyi hálózatok - LAN ill. LAN (helyi hálózat), lehetővé teszi a korlátozott helyen található számítógépek kombinálását.

A helyi hálózatok esetében általában egy speciális kábelrendszert fektetnek le, és ez a kábelrendszer korlátozza az előfizetők lehetséges csatlakozási pontjainak helyzetét. Néha a helyi hálózatok vezeték nélküli kommunikációt használnak (Vezeték nélküli) Az előfizetők mozgatása azonban nagyon korlátozott. A helyi hálózatok nagyszabású formációkká kombinálhatók:

TUD (Egyetem- Terület Hálózat) - campus hálózat, amely összeköti a közeli épületek helyi hálózatait;

MAN (Metropolitan-Area Network)- városi léptékű hálózat;

WAN (nagy kiterjedésű hálózat)- nagy kiterjedésű hálózat;

GAN (Global Area Network)- globális hálózat.

A hálózatok hálózatát korunkban globális hálózatnak - Internetnek - nevezik.

Nagyobb hálózatokhoz dedikált vezetékes és vezeték nélküli kommunikációs vonalakat telepítenek, vagy a meglévő nyilvános kommunikációs létesítmények infrastruktúráját használják. Ez utóbbi esetben a számítógépes hálózat előfizetői a telefon- vagy kábeltelevíziós hálózat által lefedett, viszonylag tetszőleges pontokon csatlakozhatnak a hálózathoz.

A hálózatok különféle hálózati technológiákat használnak. Minden technológiának megvannak a saját típusú berendezései.

A hálózati berendezések aktívakra vannak osztva - számítógépes interfészkártyák, átjátszók, hubok stb. és passzív - kábelek, csatlakozók, patch panelek stb. Ezen kívül vannak kiegészítő berendezések - szünetmentes tápegységek, klímaberendezések és tartozékok - szerelőállványok, szekrények, különféle típusú kábelcsatornák. Fizikai szempontból az aktív berendezés olyan eszköz, amely energiát igényel a jelek generálásához, nem igényel energiát.

A számítógépes hálózati berendezéseket végrendszerekre (eszközökre), amelyek információforrások és/vagy fogyasztók, valamint köztes rendszerekre osztják, amelyek biztosítják az információ áthaladását a hálózaton.

A végrendszerek magukban foglalják a számítógépeket, terminálokat, hálózati nyomtatókat, faxokat, pénztárgépeket, vonalkód-olvasókat, hang- és videokommunikációs eszközöket és minden egyéb perifériás eszközt.

A köztes rendszerek közé tartoznak a hubok (repeaterek, hidak, kapcsolók), útválasztók, modemek és egyéb távközlési eszközök, valamint az ezeket összekötő kábeles vagy vezeték nélküli infrastruktúra.

A felhasználó számára „hasznos” tevékenység a végberendezések közötti információcsere.

Az aktív kommunikációs berendezések esetében a teljesítmény fogalma kétféleképpen alkalmazható. A berendezés által egységnyi idő alatt (bit/s) továbbított strukturálatlan információ „bruttó” mennyisége mellett a csomagok, keretek vagy cellák feldolgozási sebessége is érdekli őket. Természetesen meg van adva azon struktúrák (csomagok, keretek, cellák) mérete is, amelyeknél a feldolgozási sebességet mérik. Ideális esetben a kommunikációs berendezések teljesítményének olyan magasnak kell lennie, hogy az összes interfészen (porton) teljes sebességgel tudja feldolgozni az információkat. (vezeték sebessége).

Az információcsere megszervezéséhez szoftver- és hardverkészletet kell kifejleszteni, amelyeket különböző hálózati eszközök között kell elosztani. A hálózati eszközök fejlesztői és szállítói eleinte a saját útjukat próbálták követni, saját protokolljaik, programjaik és berendezéseik segítségével megoldani a problémák teljes körét. Kiderült azonban, hogy a különböző gyártók megoldásai nem kompatibilisek egymással, ami sok kellemetlenséget okozott azoknak a felhasználóknak, akik különböző okok miatt nem voltak elégedettek az egyik gyártó által biztosított lehetőségekkel. A technológia fejlődésével és a nyújtott szolgáltatások körének bővülésével szükségessé vált a hálózati feladatok lebontása - több, egymással összefüggő részfeladatra bontása, a köztük lévő interakció szabályainak meghatározása.

A probléma lebontása és a protokollok szabványosítása lehetővé teszi számos szoftver- és hardverfejlesztő, segéd- és kommunikációs berendezések gyártója számára, hogy részt vegyen a megoldásban, és a fejlődés mindezen gyümölcseit elhozza a végfelhasználónak.

Fejezetén. Vezetékes LAN-ok

1.1 Topológiája és a helyi hálózatok típusai.

A számítógépes hálózat topológiája (elrendezése, konfigurációja, felépítése) általában a hálózaton lévő számítógépek egymáshoz viszonyított fizikai elhelyezkedésére és kommunikációs vonalakkal való összekapcsolásának módjára vonatkozik. Fontos megjegyezni, hogy a topológia fogalma elsősorban a helyi hálózatokra vonatkozik, amelyekben a kapcsolatok szerkezete könnyen nyomon követhető. A globális hálózatokban a kapcsolatok struktúrája általában rejtve van a felhasználók elől, és nem túl fontos, mivel minden kommunikációs munkamenet a saját útja mentén hajtható végre.

A topológia határozza meg a berendezésekkel szemben támasztott követelményeket, a használt kábel típusát, a cserekezelés megengedett és legkényelmesebb módját, a működés megbízhatóságát, valamint a hálózatbővítés lehetőségeit. Három alapvető hálózati topológia létezik:

Busz (busz) - minden számítógép párhuzamosan csatlakozik egy kommunikációs vonalhoz. Az egyes számítógépekről származó információkat egyidejűleg továbbítják az összes többi számítógépnek (1. ábra).

1. ábra Hálózati busz topológia

Csillag - két fő típusa van:

1) Aktív csillag - a többi periféria számítógép egy központi számítógéphez csatlakozik, és mindegyik külön kommunikációs vonalat használ. A perifériás számítógépről származó információ csak a központi számítógéphez, a központi számítógéptől pedig egy vagy több perifériához kerül továbbításra.

2) Passzív csillag. Jelenleg sokkal elterjedtebb, mint egy aktív csillag. Elég, ha azt mondjuk, hogy a ma legnépszerűbb Ethernet hálózatában használják (amiről később lesz szó). Az ilyen topológiájú hálózat közepén nem egy számítógép található, hanem egy speciális eszköz - egy kapcsoló vagy más néven kapcsoló, amely visszaállítja a bejövő jeleket, és közvetlenül elküldi a címzettnek.

Gyűrű – a számítógépeket egymás után gyűrűvé egyesítik.

Az információ továbbítása a gyűrűben mindig csak egy irányban történik. Minden számítógép csak a mögötte lévő láncban következő számítógépnek továbbít információt, és csak az előzőtől kap információt.

A gyakorlatban gyakran más helyi hálózati topológiákat használnak, de a legtöbb hálózat három alapvető topológiára összpontosít.

A helyi hálózatok típusai

Minden modern helyi hálózat két típusra oszlik:

1) Peer-to-peer helyi hálózatok - olyan hálózatok, ahol minden számítógép azonos jogokkal rendelkezik: minden számítógép lehet szerver és kliens is. Minden számítógép felhasználója maga dönti el, hogy milyen erőforrásokat biztosít általános használatra.

2) Helyi hálózatok központosított vezérléssel (szerver helyi hálózatok). A központosított kezelésű helyi hálózatokban a szerver biztosítja a munkaállomások közötti interakciókat, ellátja a nyilvános adatok tárolásának funkcióit, valamint megszervezi ezen adatok elérését és továbbítását.

1.2 A helyi hálózatok kiépítéséhez használt technológiák.

Számos technológia létezik: Ethernet, FDDI, Token Ring, ATM, UltraNet és mások. Vizsgálatunkat a legelterjedtebb technológiával kezdjük:

Ethernet.

Ezt a technológiát 1973-ban fejlesztette ki egy Palo Alto-i kutatóközpont. Az Ethernet egy hálózati architektúrát képvisel megosztott médiával és broadcast átvitellel, azaz egy hálózati csomag azonnal elküldésre kerül a hálózati szegmens összes csomópontjához. Ezért a fogadáshoz az adapternek minden jelet fogadnia kell, és csak ezután dobja el a feleslegeseket, ha azokat nem arra szánták. Adatátvitel előtt az adapter figyel a hálózatra. Ha a hálózatot jelenleg valaki használja, az adapter késlelteti az átvitelt, és tovább figyel. Az Ethernetben olyan helyzet fordulhat elő, amikor két hálózati adapter „csendet” észlelve a hálózatban egyidejűleg adatátvitelbe kezd. Ebben az esetben hiba lép fel, és az adapterek egy rövid, véletlenszerű idő elteltével újra elkezdik az átvitelt.

Ma az Ethernet három adatátviteli sebességet biztosít – 10 Mbit/s, 100 Mbit/s (Fast Ethernet) és 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet). Van még 1Base5 Ethernet (1 Mbit/s), de gyakorlatilag nem használják.

Átviteli sebesség - 100 Mbit/s.

Topológia - gyűrűs vagy hibrid (csillagtopológiák alapján).

Az állomások maximális száma 1000, a maximális távolság 45 km.

Egyrészt a nagy megbízhatóság, áteresztőképesség és elfogadható távolságok, másrészt a berendezések magas költsége korlátozza az FDDI alkalmazási körét az olcsóbb technológiákkal épített helyi hálózatok töredékeinek összekapcsolására.

Az FDDI elvein alapuló, de átviteli közegként csavart érpárú rezet használó technológiát CDDI-nek nevezik. Bár a CDDI hálózat kiépítésének költsége alacsonyabb, mint az FDDI, elveszíti egy nagyon jelentős előnyét - a nagy megengedett távolságokat.

Token Ring

A Token Ring (token ring) hálózatok architektúrája gyűrűs logikai topológiával és token átadással rendelkező hozzáférési módszerrel.

Ezt a technológiát az IBM fejlesztette ki 1970-ben, és később az IEEE 802.5 szabvány alapja lett. Ennek a szabványnak a használatakor az adatok (logikailag) mindig egymás után, egy gyűrűn állomásról állomásra kerülnek továbbításra, bár ennek a szabványnak a fizikai megvalósítása nem egy "gyűrű", hanem egy "csillag".

A Token Ring használatakor egy token nevű csomag folyamatosan kering a hálózatban (a gyűrű körül). Amikor egy állomás fogad egy csomagot, egy ideig megtarthatja vagy továbbadhatja.

A „csillag” közepén van egy MAU - egy hub csatlakozóportokkal minden csomóponthoz. A csatlakozáshoz speciális csatlakozókat használnak annak biztosítására, hogy a Token Ring akkor is zárva legyen, ha a csomópont le van választva a hálózatról.

Az átviteli közeg árnyékolt vagy árnyékolatlan csavart érpár.

A szabványos átviteli sebesség 4 Mbit/s, bár léteznek 16 Mbit/s-os implementációk.

Számos lehetőség van a Token Ringen alapuló hálózatok bekötésére. A könnyű változat akár 96 állomás és 12 hub csatlakoztatását teszi lehetővé, a hubtól legfeljebb 45 m távolságra. A rögzített vezetékezés akár 260 állomás és 33 hub csatlakoztatását teszi lehetővé, legfeljebb 100 méteres távolsággal az eszközök között. optikai kábelek használatával a távolság 1 km-re nő.

A Token Ring fő előnye az eredendően korlátozott csomóponti szolgáltatási idő (ellentétben az Ethernet-szel), a determinisztikus hozzáférési mód és a prioritás szabályozásának köszönhetően.

Az ATM (Asynchronous Transfer Mode) egy olyan technológia, amely biztosítja a digitális, hang- és multimédiás adatok átvitelét ugyanazon a vonalon. A kezdeti átviteli sebesség 155 Mbit/s, majd 662 Mbit/s és 2,488 Gbit/s-ig terjedt. Az ATM-et helyi és nagy kiterjedésű hálózatokban egyaránt használják.

A helyi hálózatokban használt hagyományos technológiákkal ellentétben az ATM kapcsolatorientált technológia. Azaz az adási munkamenet előtt egy virtuális „adó-vevő” csatorna jön létre, amelyet más állomások nem használhatnak. A hagyományos technológiákban a kapcsolat nem jön létre, és a megadott címmel rendelkező csomagok az átviteli közegre kerülnek. Több ATM virtuális áramkör is létezhet egyidejűleg ugyanazon a fizikai áramkörön.

Az ATM a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

Párhuzamos átvitel biztosítása.

Mindig egy bizonyos sebességgel dolgozzon (a virtuális csatorna átviteli sebessége rögzített).

Fix hosszúságú csomagok (53 bájt) használata.

Útválasztás és hibajavítás hardver szinten.

Hátránya a berendezés nagyon magas költsége.

UltraNet

Az UltraNet kifejezetten szuperszámítógépekkel való munkavégzésre készült és használták.

A technológia egy olyan hardver-szoftver komplexum, amely akár 1 Gbit/s-ig képes információcsere-sebességet biztosítani a hozzá csatlakoztatott eszközök között, és „csillag” topológiát használ a hálózat központi pontján elhelyezett hubbal.

Az UltraNet meglehetősen bonyolult fizikai megvalósítás és magas felszerelési költség jellemzi. Az UltraNet hálózat elemei a hálózati processzorok és a csatornaadapterek. A hálózat hidakat és útválasztókat is tartalmazhat, hogy más technológiákkal (Ethernet, Token Ring) épített hálózatokhoz kapcsolódjon.

A koaxiális kábel és az optikai szál átviteli közegként használható. Az UltraNethez csatlakoztatott gazdagépek egymástól legfeljebb 30 km-re helyezkedhetnek el. Nagy sebességű WAN-kapcsolaton keresztül történő csatlakozással is lehetséges a nagy távolságú kapcsolatok.

Hálózati protokollok

A hálózati protokoll olyan szabályok összessége, amelyek lehetővé teszik a kapcsolatot és az adatcserét két vagy több hálózathoz csatlakoztatott eszköz között.

Jegyzőkönyv TCP/IP- Ez két alacsonyabb szintű protokoll, amelyek az internetes kommunikáció alapját képezik. A TCP (Transmission Control Protocol) protokoll a továbbított információt részekre bontja, és minden részt számoz. Az Internet Protokoll (IP) használatával minden alkatrész továbbításra kerül a címzetthez. Ezután a TCP protokoll segítségével ellenőrzi, hogy minden alkatrész megérkezett-e. Az összes rész átvételekor a TCP a kívánt sorrendbe helyezi azokat, és egyetlen egésszé állítja össze.

Az interneten használt legismertebb protokollok:

HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) egy hipertext átviteli protokoll. A HTTP protokollt arra használják, hogy weboldalakat küldjenek egyik számítógépről a másikra.

FTP(File Transfer Protocol) egy protokoll a fájlok átvitelére egy speciális fájlkiszolgálóról a felhasználó számítógépére. Az FTP lehetővé teszi az előfizető számára, hogy bináris és szöveges fájlokat cseréljen a hálózat bármely számítógépével. Miután létrejött a kapcsolat egy távoli számítógéppel, a felhasználó másolhat egy fájlt a távoli számítógépről a sajátjára, vagy másolhat egy fájlt a számítógépéről a távoli számítógépre.

POP(Post Office Protocol) egy szabványos levelezési kapcsolati protokoll. A POP-kiszolgálók feldolgozzák a bejövő leveleket, a POP-protokoll pedig a kliens levelezőprogramoktól érkező levélkérések kezelésére szolgál.

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) - egy protokoll, amely meghatározza a levelek továbbítására vonatkozó szabályokat. Az SMTP-kiszolgáló nyugtát vagy hibaüzenetet ad vissza, vagy további információkat kér.

TELNET egy távoli elérési protokoll. A TELNET lehetővé teszi az előfizető számára, hogy az internet bármely számítógépén úgy dolgozzon, mintha az a sajátja lenne, azaz programokat futtathat, üzemmódot válthat stb. A gyakorlatban a lehetőségeket a távirányító rendszergazdája által beállított hozzáférési szint korlátozza. gép.

DTN- nagy távolságú űrkommunikációs protokoll, amelyet az ultra-távolságú űrkommunikáció biztosítására terveztek.

1.3 Helyi hálózatok létrehozására szolgáló eszközök.

Történt ugyanis, hogy a hálózati berendezések mindig is távol tartották magukat egymástól. Más alkatrészek (azok közül, amelyek nem szerepelnek a rendszeregység szükséges készletében) külön vásárolhatók meg, egyesek könnyen elhagyhatók. De a hálózati eszközökkel teljesen más a kép, mindent együtt kell megvásárolnia.

Hálózati kártya.

A hálózati kártya, más néven hálózati kártya, hálózati adapter NIC (hálózati interfész vezérlő) egy olyan perifériaeszköz, amely lehetővé teszi a számítógép számára, hogy kommunikáljon a hálózat más eszközeivel.

Tervezésük alapján a hálózati kártyákat a következőkre osztják:

Belső - külön kártyák PCI, ISA vagy PCI-E foglalatba helyezve;

Külső, USB vagy PCMCIA interfészen keresztül csatlakoztatva, főleg laptopokban használatos;

Az alaplapba beépítve.

A 10 megabites hálózati kártyákon 3 típusú csatlakozót használnak a helyi hálózathoz való csatlakozáshoz:

8P8C csavart érpárhoz;

BNC csatlakozó vékony koaxiális kábelhez;

15 tűs adó-vevő csatlakozó vastag koaxiális kábelhez.

Ezek a csatlakozók különböző kombinációkban lehetnek jelen, néha akár mind a három egyszerre, de egyszerre csak az egyik működik.

A 100 Mbit-es kártyákon csak csavart érpárú csatlakozó van telepítve.

A csavart érpárú csatlakozó mellé egy vagy több információs LED-et szerelnek fel, jelezve a kapcsolat meglétét és az információátvitelt.

Kábel.

Nyilvánvaló, hogy különböző eszközök vezetékes hálózaton történő csatlakoztatásához kábelekre van szükség. Természetesen nem minden kábel használható hálózati eszközök csatlakoztatására. Ezért minden hálózati szabvány meghatározza a használt kábel szükséges feltételeit és jellemzőit, mint például a sávszélesség, a karakterisztikus impedancia (impedancia), a fajlagos jelcsillapítás, a zajtűrés és mások. Két alapvetően különböző típusú hálózati kábel létezik: a réz és az optikai kábel. A rézhuzalokon alapuló kábeleket viszont koaxiálisra és nem koaxiálisra osztják. Az általánosan használt csavart érpár (RG-45) formálisan nem minősül koaxiális huzalnak, de a koaxiális huzalokban rejlő számos jellemző érvényes rá.

Koaxiális kábel Ez egy dielektrikumréteggel (szigetelővel) és egy fém fonott árnyékolóval körülvett központi vezető, amely egyben a kábel második érintkezőjeként is szolgál. A zajállóság növelése érdekében néha vékony alumíniumfóliát helyeznek a fémfonat fölé. A legjobb koaxiális kábelek ezüstöt és még aranyat is használnak. A helyi hálózatokban 50 ohmos (RG-11, RG-58) és 93 ohmos (RG-62) ellenállású kábeleket használnak. A koaxiális kábelek fő hátránya az áteresztőképességük, amely nem haladja meg a 10 Mbit/s-ot, ami a modern hálózatokban elégtelennek tekinthető.

csavart érpár több (általában 8) pár csavart vezetőből áll. A csavarást arra használják, hogy csökkentsék az interferenciát magából a párból és a külső hatásoktól. Egy bizonyos módon csavart párnak van egy hullámellenállásnak nevezett jellemzője. Többféle csavart érpár létezik: árnyékolatlan csavart érpár - UTP (árnyékolatlan csavart érpár), fólia - FTP (fóliás), fóliával árnyékolt - FBTP (fóliázott fonott) és védett - STP (árnyékolt) A védett pár különbözik a többitől minden pár számára külön képernyő jelenlétében. A csavart érpárokat gyakorisági tulajdonságaik alapján kategóriákra osztják. Attól függően, hogy hol helyezték el a vezetéket, és mi a további felhasználása, érdemes egymagos vagy többmagos csavart érpárt választani. Az egymagos pár olcsóbb, de ez a legsérülékenyebb.

Optikai kábel egy vagy több burkolatba zárt szálból áll, és két típusban kapható: egymódusú és többmódusú. Különbségük abban van, hogy a fény hogyan terjed a szálban - egymódusú kábelben minden (egy időpontban kibocsátott) sugár azonos távolságot tesz meg, és ugyanabban az időben éri el a vevőt, de a többmódusú kábelben a jel továbbítható. „elkenődött”. De sokkal olcsóbbak, mint az egymódusúak.

Az optikai kábel előnyei a rézzel szemben az előbbi elektromágneses interferenciára való érzéketlensége, a jóval nagyobb sávszélesség miatti nagy adatátviteli sebesség (az optikai frekvenciák jóval magasabbak, mint a vezetőben lévő elektromágneses hullámok frekvenciája) és az információ elfogásának nehézsége. . Az elektromágneses sugárzást könnyebb elfogni, mint az optikai sugárzást, bár az optika nem csodaszer. De másrészt ugyanezen okból a rézvezetékek könnyen csatlakoztathatók és felszerelhetők (ha a kábelhosszak nem közelítik meg a kritikus mértéket), az optikai kábel felszereléséhez pedig speciális felszerelés szükséges, mivel szükséges a fényvezető anyag - szálak és csatlakozók - tengelyeinek pontos beállításához.

A csillag technológiával épített Fast Ethernet hálózat nem több számítógép közvetlen összekapcsolását jelenti egy „közös buszon” keresztül, mint a „koaxiális” hálózatok esetében, hanem egy közös elosztóeszközhöz - egy hubhoz való csatlakozásukat.

Ezeknek az eszközöknek többféle típusa van. A legegyszerűbbek ezek közül: csomópontok
(központok) , amelyek csak az egyik hálózati szegmens számítógépeit képesek „kötegbe” kötni, mindegyik jelét felerősítve és a hubhoz kapcsolódó összes többi állomásra továbbítani. A hub alkalmas több számítógépből álló kis hálózatok - vagy nagy hálózatok szegmenseinek - létrehozására.

A hub fő jellemzője a portok típusa és száma. A legolcsóbb modellek 5 vagy 8 porttal vannak felszerelve – és ezeket az eszközöket érdemes választani egy kis hálózat létrehozásához egy emeleten belül. Az erősebb eszközök már 16 vagy több portot támogatnak, de ezek jóval drágábbak.

A legtöbb modern hubot úgy tervezték, hogy csavart érpárú hálózattal működjön. A hubokon kívül vannak bonyolultabb és intelligensebb eszközök is kapcsolók(kapcsoló ) , vagy kapcsolók. A hubokkal ellentétben a switch nem csak a bejövő jelet képes egyszerre küldeni az összes portra, hanem a hálózati információk egymástól függetlenül rendezésére is. A helyi hálózatban a kapcsoló egy postahivatal: meghatározza, hogy egy adott csomag melyik számítógépnek van címezve, és pontosan eljuttatja a célállomásra.

Router (router)

Az útválasztó olyan hálózati eszköz, amely a hálózati topológiára vonatkozó információk és bizonyos szabályok alapján döntéseket hoz a hálózati réteg csomagjainak továbbításáról a különböző hálózati szegmensek között. Általában az útválasztó az adatcsomagokban megadott célcímet használja, és az útválasztási táblából határozza meg azt az utat, amelyen az adatokat el kell küldeni. Ha egy címhez nincs leírt útvonal az útválasztási táblázatban, a csomag eldobásra kerül. .

1.4 Vezetékes helyi hálózatok biztonsága

A személyi számítógépeken történő munkavégzésről a hálózatra történő átállás megnehezíti az információvédelmet a következő okok miatt:

Nagyszámú felhasználó a hálózaton és változó összetételük. A felhasználónév és jelszó szintű biztonság nem elegendő ahhoz, hogy megakadályozza az illetéktelen személyek hálózatba való belépését;

A hálózat jelentős hossza és számos lehetséges behatolási csatorna jelenléte a hálózatba;

Hardver- és szoftverhibák, amelyeket gyakran nem az értékesítés előtti szakaszban fedeznek fel, ezt nevezik béta tesztelésnek, hanem működés közben. A beépített információbiztonsági eszközök még az olyan jól ismert és hálózatba kapcsolt operációs rendszerekben sem tökéletesek, mint a Windows NT vagy a NetWare.

A koaxiális kábel egyik szegmensének hálózatának nagy hosszával összefüggő probléma súlyosságát a 2. ábra szemlélteti. A hálózatnak számos fizikai helye és csatornája van a hálózaton található információkhoz való jogosulatlan hozzáféréshez. A hálózaton lévő minden eszköz potenciális elektromágneses sugárzás forrása (az optikai szálak kivételével), mivel a megfelelő mezők, különösen nagy frekvenciákon, nincsenek ideálisan árnyékolva. A földelési rendszer a kábelrendszerrel és az áramellátó hálózattal együtt csatornaként szolgálhat a hálózaton található információk elérésére, beleértve a szabályozott hozzáférési zónán kívüli, ezért különösen sérülékeny területeket is. Az elektromágneses sugárzás mellett potenciális veszélyt jelentenek a kábelrendszert érő érintésmentes elektromágneses hatások is. Természetesen, ha vezetékes csatlakozásokat, például koaxiális kábelt vagy csavart érpárt használ, közvetlen fizikai kapcsolat is lehetséges a kábelrendszerrel. Ha a hálózati bejelentkezési jelszavak ismertté válnak vagy kitalálják őket, lehetővé válik a jogosulatlan bejelentkezés a hálózatba egy fájlszerverről vagy valamelyik munkaállomásról. Végül az információ a hálózaton kívüli csatornákon keresztül is kiszivároghat:

Adathordozó tároló,

Az épületszerkezetek és a helyiségek ablakai olyan elemei, amelyek az úgynevezett mikrofonhatás miatt bizalmas információk kiszivárgásának csatornáit képezik,

Telefon-, rádió- és egyéb vezetékes és vezeték nélküli csatornák (beleértve a mobilkommunikációs csatornákat is).

2. ábra: Számítógépes hálózaton található információk lehetséges illetéktelen hozzáférésének helyei és csatornái

Bármilyen további kapcsolat más szegmensekkel vagy internetkapcsolatokkal új problémákat okoz. A beépített biztonsági rendszer hiányosságai miatt az utóbbi időben széles körben elterjedtek a helyi hálózatot internetes kapcsolaton keresztül, bizalmas információkhoz való hozzáférés céljából történő támadások. Az interneten keresztüli hálózati támadások a következők szerint osztályozhatók:

Packet sniffer (sniffer - ebben az esetben a szűrés értelmében) egy olyan alkalmazásprogram, amely promiszkuális módban működő hálózati kártyát használ (ebben az üzemmódban a fizikai csatornákon kapott összes csomag elküldésre kerül az alkalmazásnak feldolgozásra a hálózati adapterrel) .

Az IP-címhamisítás akkor fordul elő, amikor egy vállalaton belüli vagy kívüli hacker egy jogosult felhasználónak adja ki magát.

Szolgáltatásmegtagadás (DoS). A DoS támadás a hálózat, az operációs rendszer vagy az alkalmazás működési korlátainak túllépésével elérhetetlenné teszi a hálózatot normál használatra.

A jelszavas támadások arra irányuló kísérletek, hogy kitalálják egy jogos felhasználó jelszavát a hálózatba való bejelentkezéshez.

Man-in-the-Middle támadások – közvetlen hozzáférés a hálózaton továbbított csomagokhoz.

Alkalmazás szintű támadások.

A hálózati intelligencia hálózati információk gyűjtése nyilvánosan elérhető adatok és alkalmazások segítségével.

A bizalommal való visszaélés a hálózaton belül.

Jogosulatlan hozzáférés, amely nem tekinthető külön támadástípusnak, mivel a legtöbb hálózati támadást jogosulatlan hozzáférés megszerzésére hajtják végre.

Vírusok és trójai faló alkalmazások.

FejezetII. Vezeték nélküli helyi hálózatok.

2.1 Alapvető tulajdonságok

A vezeték nélküli adathálózatok (WDTN-ek) lehetővé teszik a különböző helyi hálózatok és számítógépek egyetlen információs rendszerben való összekapcsolását, hogy e hálózatok minden felhasználója hozzáférést biztosítson a közös információforrásokhoz anélkül, hogy további vezetékes kommunikációs vonalakat fektetne le.
A BSPD-ket általában olyan esetekben hozzák létre, amikor a kábelrendszer lefektetése nehézkes vagy gazdaságilag nem kivitelezhető. Példa erre az elosztott szerkezetű (raktárak, külön műhelyek, kőbányák stb.), a kábelrendszerek (folyók, tavak stb.) építésekor természetes akadályok jelenléte, a rövid időre irodákat bérlő vállalkozások. , kiállítási komplexumok és szállodák, amelyek internet-hozzáférést biztosítanak ügyfeleik számára . A vezeték nélküli LAN-ok csökkentik a munkaterületek tervezésének és előkészítésének, a berendezések és perifériák frissítésének költségeit, ugyanakkor rövid mobilitási sugarat biztosítanak a laptop- és PDA-felhasználók számára.

A legnépszerűbb vezeték nélküli hálózati sémák:

WiFi(angolul: Wireless Fidelity – „wireless precision”) – a vezeték nélküli LAN-berendezések szabványa. A vezeték nélküli LAN telepítése javasolt ott, ahol a kábelrendszer kiépítése lehetetlen vagy gazdaságilag nem kivitelezhető. Manapság sok szervezet használ Wi-Fi-t, mivel bizonyos feltételek mellett a hálózati sebesség már meghaladja a 100 Mbit/s-ot. A felhasználók a Wi-Fi hálózat teljes lefedettségi területén mozoghatnak a hozzáférési pontok között. A kliens Wi-Fi adó-vevővel felszerelt mobil eszközök (PDA-k, okostelefonok, PSP-k és laptopok) csatlakozhatnak a helyi hálózathoz, és hozzáférési pontokon keresztül érhetik el az internetet.

WiMAX(English Worldwide Interoperability for Microwave Access) egy távközlési technológia, amelyet arra fejlesztettek ki, hogy univerzális vezeték nélküli kommunikációt biztosítson nagy távolságokon az eszközök széles körében (munkaállomásoktól és laptop számítógépektől a mobiltelefonokig). Az IEEE 802.16 szabványon alapul, más néven Wireless MAN-nak.

A WiMAX a következő problémák megoldására alkalmas:

Wi-Fi hozzáférési pontok összekapcsolása egymással és az internet más szegmenseivel.

Vezeték nélküli szélessávú hozzáférés biztosítása a bérelt vonalak és a DSL alternatívájaként.

Nagy sebességű adatátviteli és távközlési szolgáltatások nyújtása.

Hozzáférési pontok létrehozása, amelyek nincsenek földrajzi helyhez kötve.

A WiMAX lehetővé teszi az internet elérését nagy sebességgel, sokkal nagyobb lefedettséggel, mint a Wi-Fi hálózatok. Ez lehetővé teszi a technológia „trunk csatornaként” történő alkalmazását, amelynek folytatása a hagyományos DSL és a bérelt vonalak, valamint a helyi hálózatok. Ennek eredményeként ez a megközelítés lehetővé teszi skálázható nagy sebességű hálózatok létrehozását egész városokban.

Bluetooth

A Bluetooth a vezeték nélküli személyi hálózatok (WPAN) gyártási specifikációja, amely biztosítja az információcserét olyan eszközök között, mint a kézi és hagyományos személyi számítógépek, mobiltelefonok, laptopok, nyomtatók, digitális fényképezőgépek, egerek, billentyűzetek, joystickok, fejhallgatók, fejhallgatók. megbízható, olcsó, univerzálisan elérhető rádiófrekvencia a rövid hatótávolságú kommunikációhoz. A Bluetooth lehetővé teszi ezeknek az eszközöknek a kommunikációt, ha egymástól akár 10-100 méteres körzetben vannak (a hatótávolság nagyon függ az akadályoktól és az interferenciától), akár különböző helyiségekben is.

2.2 Vezeték nélküli számítógépes hálózat topológia

A vezeték nélküli számítógépes hálózatoknak két fő alkalmazási területe van - zárt térben végzett munka (iroda, kiállítóterem stb.) és távoli helyi hálózatok (vagy távoli helyi hálózati szegmensek) csatlakoztatása.

A vezeték nélküli hálózat szűk térben történő megszervezéséhez körsugárzó antennákkal ellátott adókat használnak. Az IEEE 802.11 szabvány két hálózati működési módot határoz meg - Ad-hoc és kliens/szerver. Az ad-hoc mód (más néven pont-pont) egy egyszerű hálózat, amelyben az állomások (kliensek) közötti kommunikáció közvetlenül, speciális hozzáférési pont használata nélkül jön létre. Kliens/szerver módban a vezeték nélküli hálózat legalább egy vezetékes hálózathoz csatlakoztatott hozzáférési pontból és vezeték nélküli kliens állomásokból áll. Mivel a legtöbb hálózatnak hozzáférést kell biztosítania a fájlszerverekhez, nyomtatókhoz és a vezetékes LAN-hoz csatlakoztatott egyéb eszközökhöz, a kliens/szerver módot leggyakrabban használják. További antenna csatlakoztatása nélkül az IEEE 802.11b berendezések stabil kommunikációja átlagosan a következő távolságokon érhető el: nyitott tér - 500 m, nem fémből készült válaszfalakkal elválasztott helyiség - 100 m, több helyiségből álló iroda - 30 m Figyelembe kell venni, hogy a nagy fémerősítésű falakon (vasbeton épületekben ezek teherhordó falak) előfordulhat, hogy a 2,4 GHz-es tartományban egyáltalán nem haladnak át a rádióhullámok, így az egymástól elválasztott helyiségekben. egy ilyen falhoz saját hozzáférési pontokat kell telepítenie. A távoli helyi hálózatok (vagy a helyi hálózat távoli szegmenseinek) csatlakoztatásához irányított antennákkal rendelkező berendezéseket használnak, amelyek lehetővé teszik a kommunikációs hatótávolság 20 km-re történő növelését (speciális erősítők és nagy antennamagasságok használata esetén pedig akár 50 km-re). . Sőt, a Wi-Fi eszközök is működhetnek ilyen berendezésként, csak speciális antennákat kell hozzáadni hozzájuk (persze, ha ezt a kialakítás lehetővé teszi). A helyi hálózatok topológia szerinti kombinálására szolgáló komplexumok „pont-pont” és „csillag” csoportokra oszthatók. Pont-pont topológiával (az IEEE 802.11-ben Ad-hoc mód) rádióhíd van két távoli hálózati szegmens között. A csillag topológiában az egyik állomás központi és kommunikál más távoli állomásokkal. Ebben az esetben a központi állomás mindenirányú antennával, a többi távoli állomás pedig egyirányú antennával rendelkezik. A távirányító antenna használata a központi állomáson körülbelül 7 km-re korlátozza a kommunikációs hatótávolságot. Ezért ha olyan helyi hálózati szegmenseket kell összekötni, amelyek egymástól 7 km-nél távolabb vannak, akkor ezeket pont-pont elven kell összekötni. Ebben az esetben a vezeték nélküli hálózatot gyűrűvel vagy más, bonyolultabb topológiával szervezik.

2.3 Vezeték nélküli számítógépes hálózatok létrehozására szolgáló eszközök.

A legtöbb vezeték nélküli számítógépes hálózathoz használható adapter ma már PC Card Type II kártyaformátumban is elérhető, ami lehetővé teszi az eszköz laptopba történő telepítését, bár léteznek PCI vagy ISA foglalatba szerelhető adaptermodellek is, de ezekből jóval kevesebb van. . Ezért sajnos, ha vezeték nélküli hálózati adaptert szeretne telepíteni egy asztali személyi számítógépbe, egy további adaptert is kell vásárolnia, amelyet a PCI-nyílásba kell helyezni. Viszonylag a közelmúltban kezdődött meg a Wi-Fi hálózati adapterek gyártása, amelyek CompactFlash szabványos kártyák formájában készültek. Az ilyen eszközöket Windows CE (Pocket PC) operációs rendszert futtató zsebszámítógépekhez tervezték. Léteznek különálló eszközként USB interfésszel ellátott Wi-Fi hálózati adapterek is.

A jelenlegi trend a belső antennák használata a hálózati adapterekben. A hozzáférési pontok gyakran használnak külső antennákat a kommunikációs hatótávolság növelésére. A hozzáférési pontok egyes modelljei ugyanazt a hálózati adaptert használják adó-vevőként, mint a kliens állomásokon, és ugyanolyan egyszerűen cserélhető a hozzáférési pontban, mint a kliens állomáson. Egy ilyen műszaki megoldás korlátozza a kommunikációs hatótávot (és lehet, hogy a nagy hatótáv egy lakásnál vagy kis irodánál felesleges), és nem teljesen világos, hogy mi késztette a mérnököket ilyen lépésre. Azt gondolhatták, hogy ez megkönnyíti a hozzáférési pont frissítését, ha bármilyen változtatást hajtanak végre a vezeték nélküli hálózati szabványon a fizikai rétegen.

3. ábra 3Com AirConnect hálózati adapter

Egy tipikus eset egy hozzáférési pont és egy útválasztó kombinálása egy eszközben. A hozzáférési pont tartalmazhat más eszközöket is, például modemet. Egy kis irodában nagyon kényelmes hozzáférési pontot használni nyomtatószerverrel kombinálva. A leghétköznapibb nyomtatót csatlakoztathatja hozzá, ezáltal hálózati nyomtatóvá alakíthatja.

A hozzáférési pontok kezelése a modern vezeték nélküli hálózatokban általában a TCP/IP protokoll használatával, egy hagyományos internetböngészőn keresztül történik.

Nyilvánvaló, hogy az ügyfélállomások még mindig sokkal drágábbak, mint az egyszerű Ethernet hálózati kártyák. De nem a kliens eszközök önköltsége a fontos, hanem a rendszer összköltsége, valamint telepítése és karbantartása. És itt egy új helyzettel kell szembenéznünk: a vezetékes Ethernet-hálózat berendezéseinek költsége (beleértve a kábel beszerzési költségét is) és egy IEEE 802.11b berendezés készletének költsége közötti különbség sorrendben összehasonlítható nagysága a kábel lefektetésének költségéhez képest. És ha a vezeték nélküli hálózati berendezések árának csökkenő tendenciája folytatódik (annak ellenére, hogy a kábelfektetés költsége jelentősen függ a munkaerőköltségtől, amely jelenleg egyre nő), akkor a közeljövőben kiderülhet, hogy bizonyos esetekben gazdaságilag kifizetődőbb vezeték nélküli helyi hálózatot telepíteni, mint a kábelirányítással vacakolni.

2.4 A vezeték nélküli kommunikációhoz használt hozzáférési mód.

IEEE 802.11 szabvány a vezeték nélküli hozzáféréshez

Az IEEE 802 Szabványügyi Bizottság 1990-ben megalakította a 802.11 vezeték nélküli LAN szabványokkal foglalkozó munkacsoportot. Ez a csoport megkezdte a 2,4 GHz-en működő rádióberendezések és hálózatok univerzális szabványának kidolgozását, 1 és 2 Mbps (megabit/s) hozzáférési sebességgel. A szabvány létrehozására irányuló munka 7 év után fejeződött be, és az első 802.11-es specifikációt 1997 júniusában ratifikálták. Az IEEE 802.11 szabvány volt az első szabvány a WLAN-termékekre a független nemzetközi szervezettől, amely a legtöbb szabványt fejleszti a vezetékes hálózatokhoz. Ekkorra azonban a vezeték nélküli hálózat eredetileg tervezett adatátviteli sebessége már nem felelt meg a felhasználók igényeinek. Annak érdekében, hogy a vezeték nélküli LAN technológiát népszerűvé, olcsóvá tegyék, és ami a legfontosabb, hogy megfeleljenek az üzleti alkalmazások mai szigorú követelményeinek, a fejlesztők kénytelenek voltak új szabványt alkotni.

1999 szeptemberében az IEEE ratifikálta a korábbi szabvány kiterjesztését. Az IEEE 802.11b (más néven 802.11 High rate) szabványt határoz meg a 11 Mbps sebességgel működő vezeték nélküli hálózati termékek számára (hasonlóan az Ethernet-hez), lehetővé téve ezen eszközök sikeres telepítését nagy szervezetekben. A különböző gyártók termékei közötti kompatibilitást a Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) nevű független szervezet garantálja. Ezt a szervezetet a vezeték nélküli iparág vezetői alapították 1999-ben. Jelenleg több mint 80 cég a WECA tagja, köztük olyan neves gyártók, mint a Cisco, Lucent, 3Com, IBM, Intel, Apple, Compaq, Dell, Fujitsu, Siemens, Sony, AMD stb.

IEEE 802.11 szabvány és kiterjesztése 802.11b

Mint minden IEEE 802 szabvány, a 802.11 is az ISO/OSI modell alsó két rétegében, a fizikai és az adatkapcsolati rétegben működik (3. ábra). Bármely hálózati alkalmazás, hálózati operációs rendszer vagy protokoll (például TCP/IP) ugyanolyan jól működik 802.11 hálózaton, mint Ethernet hálózaton.

3. ábra ISO/OSI modellrétegek és megfelelésük a 802.11 szabványnak.

A 802.11b alapvető architektúráját, szolgáltatásait és szolgáltatásait az eredeti 802.11 szabvány határozza meg. A 802.11b specifikáció csak a fizikai réteggel foglalkozik, csak nagyobb hozzáférési sebességet ad hozzá.

802.11 működési módok

A 802.11 kétféle berendezést határoz meg: egy klienst, amely általában vezeték nélküli hálózati csatolókártyával (NIC) felszerelt számítógép, és egy hozzáférési pontot (AP), amely hídként működik a vezeték nélküli és a vezetékes hálózatok között. A hozzáférési pont általában adó-vevőt, vezetékes hálózati interfészt (802.3) és adatokat feldolgozó szoftvert tartalmaz. Vezeték nélküli állomásként működhet a 802.11 szabvány szerinti ISA, PCI vagy PC Card hálózati kártya, vagy beépített megoldások, például egy telefon headset. 802.11.

Az IEEE 802.11 szabvány két hálózati működési módot határoz meg: Ad-hoc módot és kliens/szerver módot (vagy infrastruktúra módot). Kliens/szerver módban a vezeték nélküli hálózat legalább egy vezetékes hálózathoz csatlakoztatott hozzáférési pontból és vezeték nélküli végállomások készletéből áll. Ezt a konfigurációt alapszolgáltatáskészletnek (BSS) nevezik. Két vagy több, egyetlen alhálózatot alkotó BSS egy kiterjesztett szolgáltatáskészletet (ESS) alkot. Mivel a legtöbb vezeték nélküli állomásnak hozzá kell férnie a fájlszerverekhez, nyomtatókhoz és a vezetékes LAN-on elérhető Internethez, kliens/szerver módban működnek.

Az ad-hoc mód (más néven pont-pont vagy független alapszolgáltatáskészlet, IBSS) egy egyszerű hálózat, amelyben több állomás közötti kommunikáció közvetlenül, speciális hozzáférési pont használata nélkül jön létre. Ez a mód akkor hasznos, ha a vezeték nélküli hálózati infrastruktúra nincs létrehozva (például szálloda, kiállítóterem, repülőtér), vagy valamilyen okból nem hozható létre.

4. ábra Ad-hoc hálózati architektúra.

802.11 Fizikai réteg


Adatkapcsolati szint 802.11

A 802.11 kapcsolati réteg két alrétegből áll: Logikai kapcsolat vezérlés (LLC) és Media Access Control (MAC). A 802.11 LLC-t és 48 bites címzést használ, mint a többi 802-es hálózat, ami lehetővé teszi a vezeték nélküli és vezetékes hálózatok egyszerű kombinálását, de a MAC réteg alapvetően más.

A 802.11 MAC réteg több felhasználót támogat megosztott adathordozón, ha a felhasználó ellenőrzi az adathordozót, mielőtt hozzáférne. A 802.3 Ethernet hálózatok a Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) protokollt használják, amely meghatározza, hogy az Ethernet állomások hogyan érik el a vezetékes vonalat, és hogyan észlelik és kezelik az olyan ütközéseket, amelyek akkor fordulnak elő, amikor több eszköz próbál meg egyszerre csatlakozni a hálózati kommunikációhoz.

A CSMA/CA a következőképpen működik. A küldeni akaró állomás teszteli a csatornát, és ha nem észlel aktivitást, az állomás véletlenszerű ideig vár, majd továbbít, ha az adathordozó még tiszta. Ha a csomag sértetlenül érkezik, a fogadó állomás ACK csomagot küld, amelynek beérkezésekor a küldő befejezi az átviteli folyamatot. Ha az adó állomás nem kapta meg az ACK csomagot, mert az adatcsomag nem érkezett, vagy sérült ACK érkezett, akkor feltételezzük, hogy ütközés történt, és az adatcsomagot egy véletlenszerű periódus után újra elküldi. idő.

Annak megállapítására, hogy egy csatorna tiszta-e, egy csatornatisztítási algoritmust (CCA) használnak. Lényege, hogy az antennánál mérjük a jelenergiát és meghatározzuk a vett jelerősséget (RSSI). Ha a vett jelerősség egy bizonyos küszöb alatt van, akkor a csatorna szabaddá válik, és a MAC szint CTS státuszt kap. Ha a teljesítmény meghaladja a küszöbértéket, az adatátvitel a protokoll szabályok szerint késik. A szabvány egy másik csatorna üresjárat-észlelési képességet biztosít, amely önmagában vagy az RSSI méréssel együtt használható – a hordozószonda módszer. Ez a módszer szelektívebb, mert ugyanazt a hordozótípust teszteli, mint a 802.11 specifikáció. A legjobb módszer attól függ, hogy mekkora az interferencia szintje a munkaterületen.

Így a CSMA/CA módszert biztosít egy rádiócsatornán keresztüli hozzáférés elkülönítésére. Az explicit nyugtázási mechanizmus hatékonyan oldja meg az interferencia problémákat. Ez azonban további többletterhelést jelent, amivel a 802.3 nem rendelkezik, így a 802.11 hálózatok mindig lassabbak lesznek, mint a megfelelő Ethernet LAN-ok.

Internetkapcsolat

A 802.11 MAC réteg felelős azért, hogy az ügyfél hogyan csatlakozik a hozzáférési ponthoz. Ha egy 802.11-es kliens egy vagy több hozzáférési pont hatókörébe kerül, a jelerősség és a megfigyelt hibaarányok alapján kiválaszt egyet, és csatlakozik hozzá. Miután a kliens megerősítést kap arról, hogy a hozzáférési pont elfogadta, ráhangol arra a rádiócsatornára, amelyen működik. Időnként ellenőrzi az összes 802.11-es csatornát, hátha egy másik hozzáférési pont jobb minőségű szolgáltatást nyújt. Ha ilyen hozzáférési pontot talál, az állomás csatlakozik hozzá, és újra hangol a frekvenciájára.

Az újracsatlakozás általában akkor következik be, amikor az állomást fizikailag elmozdítják a hozzáférési ponttól, ami a jel gyengülését okozza. Más esetekben az újracsatlakozás az épület rádiófrekvenciás jellemzőinek megváltozása miatt, vagy egyszerűen az eredeti hozzáférési ponton keresztüli nagy hálózati forgalom miatt következik be. Ez utóbbi esetben ezt a protokoll funkciót „terheléselosztásnak” nevezik, mivel fő célja a vezeték nélküli hálózat teljes terhelésének a lehető leghatékonyabb elosztása a teljes elérhető hálózati infrastruktúra között.

2.4 Vezeték nélküli biztonság

Az IEEE 802.11 hálózatok bizonyos intézkedésekkel korlátozzák a hozzáférési ponthoz csatlakozni tudó ügyfelek számát. Minden állomáshoz egyedi ESSID tartozik, amelyet el kell küldeni a hozzáférési ponthoz, hogy csatlakozhasson hozzá. Ezen túlmenően minden hozzáférési pont tárolhatja a MAC-címek listáját, és csak a listában említett klienseket csatlakoztathatja.

Az IEEE 802.11 vezeték nélküli számítógépes hálózatokban a továbbított információk titkosítása a WEP szabvány (Wired Equivalent Privacy, azaz a vezetékes hálózattal egyenértékű információvédelem) szerint történik, amely az RC4 algoritmuson alapul, 40 vagy 64 bites kulcshosszúsággal. A WEP-et a 128 bites kulcshosszúságú WEP2 szabvány váltja fel. A WEP szabvány támogatása előfeltétele annak, hogy a készülék megkapja a Wi-Fi megfelelőségi tanúsítványt, amely biztosítja az eszközök közötti kompatibilitást a titkosított információcsere során. Ugyanakkor a berendezésgyártók további támogatást adnak más titkosítási algoritmusokhoz, például a 128 bites kulcshosszúságú LEAP-hez.

Az IEEE 802.11b szabvány szerint működő hozzáférési pont vagy ügyfélállomás adója által kibocsátott teljesítmény nem haladja meg a 0,1 W-ot. Összehasonlításképpen a mobiltelefon által kibocsátott teljesítmény egy nagyságrenddel nagyobb. Mivel a mobiltelefonnal ellentétben a hálózati elemek távol helyezkednek el a fejtől, általánosságban véve a vezeték nélküli számítógépes hálózatok egészségügyi szempontból biztonságosabbnak tekinthetők, mint a mobiltelefonok.

Ha vezeték nélküli hálózatot használnak a helyi hálózati szegmensek nagy távolságra történő összekapcsolására, az antennákat általában a szabadban és nagy magasságban helyezik el.

Következtetés

Úgy tűnik, hogy a vezeték nélküli hálózatok előnyösebbek a vezetékes hálózatokkal szemben, a következő előnyök miatt:

- Felhasználói mobilitás. A technológia lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy a hálózati erőforrások használatának megszakítása nélkül mozogjanak a vezeték nélküli hálózat lefedettségi területén belül.

- Sebesség és egyszerű telepítés. A vezetékes információátviteli rendszerekkel ellentétben a vezeték nélküli hálózatok nem igényelnek kábelezést, ami általában a vezetékes hálózatok megvalósítása során a legtöbb időt igénybe veszi.

-Rugalmasság. Gyors szerkezetátalakítás, a hálózat méretének és konfigurációjának megváltoztatása, új felhasználók csatlakoztatása.

-Befektetések megőrzése. A vezeték nélküli hálózatok kényelmesen használhatók, ha egy hálózatot rövid ideig kell telepítenie, vagy ha valószínűleg elköltözik.

- Kiépítési lehetőség ott, ahol a kábelhálózat nem használható: folyók, tavak, mocsarak stb. jelenléte, hálózat kiépítése az építészeti emlékek területén.

De mint minden más összetett technológiának, a vezeték nélküli számítógépes hálózatoknak is nemcsak pozitív, hanem negatív oldalai is vannak. Az egyik legfontosabb probléma az akadályok esetleges jelenléte a rádióhullámok útjában, amit a hozzáférési pont és a kliens állomások elhelyezésénél figyelembe kell venni. A fémszerkezetek jelvisszaverődéseket hozhatnak létre, létrehozva az ún. a többutas vétel hatása, amikor a vevő oldalon elhelyezett antenna a kibocsátott jel több változatát veszi, egymáshoz képest fázisban eltolva. A többutas vétel jelentősen növeli a hibaarányt. További probléma a 2,4 GHz-es sáv „szabad állapota”. Működtethet például mikrohullámú sütő generátorokat vagy orvosi eszközöket. A vezeték nélküli hálózaton keresztül továbbított információ viszonylag könnyen elfogható. Igen, ma már olyan algoritmusokat használnak, amelyek közvetlen kereséssel „nyithatók”, kivéve, ha szuperszámítógépet használunk. De a számítástechnika termelékenysége gyors ütemben növekszik. Lehetséges, hogy néhány éven belül személyi számítógép segítségével feltörhetik a vezeték nélküli számítógépes hálózatokban használt információbiztonsági rendszereket. De nincs remény arra, hogy ezalatt a tömeges felhasználásra engedélyezett titkosítási algoritmusok kellőképpen javuljanak, mivel az Egyesült Államok a világ előtt felvetette az információ kriptográfiai védelmének tömeges eszközeinek fejlesztésének korlátozásának kérdését.

Bibliográfia

1. V.I. Vasziljev et al.

2. Számítógépek, rendszerek és hálózatok. Tankönyv szerkesztve

A. V. Pyatibratova.

3. F. Jennings. Gyakorlati adatátvitel: modemek, hálózatok, protokollok.

4. Y. Fekete. Számítógépes hálózatok: protokollok, szabványok, interfészek.

5. http://ru.wikipedia.org/

Olvassa el is